Python中带有递归函数的if语句的逻辑答案

【问题标题】：The logic of if statement with recursive function in PythonPython中带有递归函数的if语句的逻辑
【发布时间】：2018-07-27 21:32:09
【问题描述】：

我有以下简单的递归函数：

def draw_interval(center_length):
    if center_length > 0: 
        print('first value: {}'.format(center_length))
        draw_interval(center_length - 1)      
        print('second value: {}'.format(center_length))              

draw_interval(3)

输出是：

first value: 3
first value: 2
first value: 1
second value: 1
second value: 2
second value: 3

我的问题是为什么会这样，即使在 center_length > 0 之后，函数也会运行 draw_interval(center_length - 1) 错误的。我已经看到了similar question，但我的问题指向 Python 中递归功能和条件语句的不同角度。

【问题讨论】：

我不确定我是否理解您的问题。你会假设其他什么行为？
“即使在center_length > 0 为假之后，函数也会运行draw_interval(center_length - 1)”：你为什么这么认为？事实并非如此。
如果条件为真，If 语句块运行，我猜，但在打印第一个值：1 后，它继续运行。我在这里遗漏了一些要点吗？
值得将您的代码粘贴到 PythonTutor.com 或其他交互式可视化工具中——或者只使用调试器，如果你知道怎么做的话——并逐步进行。一切都应该从此变得更加清晰，比任何人都可以抽象地解释的任何事情都要清楚。

标签： python if-statement recursion data-structures

【解决方案1】：

这就是你的函数的递归方式：

draw_interval(3):
    center_length > 0 is true
    "first value 3"
    draw_interval(2):
        center_length > 0 is true
        "first value 2"
        draw_interval(1):
            center_length > 0 is true
            "first value 1"
            draw_interval(0):
                center_length > 0 is FALSE: no more calls to `draw_interval` are made
                execution returns to draw_interval(1)
            "second value 1"
            execution returns to draw_interval(2)
        "second value 2"
        execution returns to draw_interval(3)
    "second value 3"
    execution returns to the end of your program

它确实不在center_length > 0 为False 之后运行draw_interval(center_length - 1)。

【讨论】：

为什么在 FALSE 行之后，执行返回到 draw_interval(1) ？
@mk_sch 因为函数执行完毕后，执行返回函数被调用的地方。这就是函数的工作原理。
我还是没有得到答案。我在pythontutor.com 中可视化了代码，但也没有帮助。

【解决方案2】：

让我们一步一步地运行你的代码 -

def draw_interval(center_length):
    if center_length > 0: 
        print('first value: {}'.format(center_length))
        draw_interval(center_length - 1)      
        print('second value: {}'.format(center_length))              
draw_interval(3)

print('first value: {}'.format(center_length)) comes here, 
prints 3

draw_interval(center_length - 1) => draw_interval(2) called
1. print('second value: {}'.format(center_length)) stays in memory because draw_interval() called with 2

draw_interval(2)
print('first value: {}'.format(center_length)) comes here, 
prints 2
2. print('second value: {}'.format(center_length)) stays in memory because draw_interval() called with 1

draw_interval(1)
print('first value: {}'.format(center_length)) comes here, 
prints 1
3. print('second value: {}'.format(center_length)) stays in memory because draw_interval() called with 0

条件为假 解开步骤 3、2、1 打印 1、2、3

希望这是有道理的

【讨论】：

我很难理解留在内存中的数字，当调用递归函数时，不是更清楚。

【解决方案3】：

您似乎希望输出在前三行输出之后停止。

但是if主体虽然没有第四次执行，但整体执行并没有停止。仍然有一个不为空的调用堆栈。那个特定的函数调用（没有执行if 块），返回到调用它的函数的执行上下文，它还有事情要做。也就是说，它应该打印“第二个值”......然后它也返回到它被调用的地方，......等等。

请注意，当一个函数被调用时（可能是从一个函数内部——可能是同一个函数），调用代码将在该函数返回后恢复。在您的情况下，代码在 if 块中返回，其中的条件没有被重新评估，就像之前已经完成的那样。所以即使center_length 变为 0，它也不会影响调用代码将继续执行的位置。

更重要的是，每个函数执行上下文都有自己独立的center_length 变量。因此，即使它以减一的形式传递，这也不会影响 center_length 在调用函数中的值。这一事实不会影响您案例中的执行顺序，但它可能有助于掌握递归。

【讨论】：

【解决方案4】：

之所以如此，是因为递归创建了嵌套函数并从上到下然后以相反的顺序返回。这就是我的意思：

draw_interval(3):
    if 3 > 0:
        print('first: ', 3)
        if 2 > 0:
            print('first: ', 2)
            if 1 > 0:
                print('first: 1')
                if 0 > 0:            # this doesn't pass
                    print('first: 0') 
                    print('second: 0')
                print('second: 1')
            print('second: 2')
        print('second: 3')

【讨论】：